УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ МЕТАБОЛИЗМА ТКАНЕЙ УДАРНО-ВОЛНОВЫМИ ИМПУЛЬСАМИ Российский патент 2000 года по МПК A61B17/225 

Предлагаемое изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для стимуляции компенсаторно-приспособительных процессов при ускорении заживления послеоперационных ран, костных переломов, трофических язв, пролежней и т.п.

Известно устройство для стимуляции тканей, содержащее излучатель звуковых импульсов и приспособления для его фиксации [1].

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эфективность стимулирующего воздействия звуковых импульсов на клеточном уровне, так как пространственно-временная протяженность воздействующих импульсов значительно превышает размеры области, подвергаемой воздействию, а амплитуда воздействия мала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, реализующее способ сттимуляции метаболизма в тканях и содержащее процедурный стол и излучатель фокусированных акустических ударно-волновых импульсов с фокусирующей системой [2].

Недостатком этого устройства является невысокая эффективность стимуляции метаболизма из-за плохой стабильности параметров излучаемых ударно-волновых акустических импульсов, т.к. в устройстве ударно-волновой импульс формируется при высоковольтном разряде в воде между электродами, размещенными в фокусе эллиптического рефлектора. Сильная эрозия электродов приводит к нестабильности характеристик разряда от импульса к импульсу и к быстрому срабатыванию разрядных электродов. Это приводит, с одной стороны, к необходимости частой замены электродов, а, с другой, - к неконтролируемому изменению режимов воздействия на ткани, что в конечном итоге снижает эффективность лечения. Если в известном устройстве используется электромагнитный генератор ударных волн, включенный в разрядный контур по традиционной схеме, то стабильность генерируемых импульсов существенно повышается, однако при этом исключается возможность регулирования пространственно-временных характеристик излучаемого ударно-волнового импульса, необходимого для индивидуального подбора эффективного режима воздействия. Это сужает диапазон показаний к применению метода лечения.

Технический результат от использования предлагаемого технического решения заключается в повышении эффективности лечения и расширении диапазона показаний к применению.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для стимуляции метаболизма тканей, содержащем процедурный стол и излучатель фокусированных акустических ударно-волновых импульсов с фокусирующей системой, выполненный в виде электромагнитного генератора ударно-волновых импульсов, включенного в разрядный контур с управляемым разрядником, дополнительно в разрядный контур введен импульсный понижающий трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к катушке снабженного металлической мембраной индуктора генератора, первичная обмотка которого через управляемый разрядник соединена с искусственной формирующей линией, состоящей из индуктивно-емкостных ячеек, установленных с возможностью их переключения, и параллельно подключенным к ней дополнительным управляемым разрядником, при этом управляющие электроды разрядников подключены к выходу блока запускающих импульсов с регулируемой временной задержкой.

Предлагается также установить на выходе фокусирующей системы диафрагму с регулируемым отверстием.

Предлагается также к выходу блока запускающих импульсов подключить дополнительный разрядный контур, содержащий конденсатор, управляемый разрядник и две соосные катушки, установленные с возможностью размещения больного между ними.

Предлагается также соосные катушки жестко связать с генератором ударно-волновых импульсов, а их ось совместить с осью фокусирующей системы.

Предлагается также соосные катушки жестко связать с процедурным столом, при этом ось катушек параллельна плоскости процедурного стола.

Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 показана конструктивная схема устройства. На фиг. 2 показаны электрические схемы разрядных контуров: а) электромагнитного генератора ударно-волновых импульсов, б) соосных катушек, возбуждающих вихревое электрическое поле.

Устройство (фиг. 1) состоит из электромагнитного генератора ударно-волновых импульсов 1, процедурного стола 2, системы визуализации и наведения 3. На выходе фокусирующей системы генератора установлена диафрагма с регулируемым отверстием (на чертеже не показана). В устройство также введены соосные катушки 4 или 5, которые могут быть жестко связанные либо с процедурным столом, либо с генератором. Разрядный контур электромагнитного генератора (фиг. 2а) состоит из импульсного понижающего трансформатора TR с первичной обмоткой W1 и вторичной обмоткой W2, подключенной к катушке снабженного металлической мембраной индуктора генератора 2. К первичной обмотке трансформатора подключена искусственная формирующая линия, состоящая из индуктивно-емкостных ячеек с емкостью C и индуктивностью L, подключаемых контактами K1, K2 и т.д. Формирующая линия подключается к первичной обмотке трансформатора разрядником P1. Параллельно первичной обмотке трансформатора подключен второй управляемый разрядник P2. Управляющие электроды разрядников подключены к выходам блока запускающих импульсов с регулируемой временной задержкой (на чертеже не показан). Каждая пара катушек L0 (фиг. 2б) включена в разрядный контур, содержащий конденсатор C0 и управляемый разрядник P0, управляющий электрод которого также подключен к выходу блока запускающих импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно больной размещается на процедурном столе между парой катушек 4 или 5 таким образом, чтобы требуемая зона воздействия в теле больного размещалась вблизи оси катушек примерно в середине между ними. Затем с помощью системы визуализации и наведения 3, которая может включать в себя серийный ультразвуковой эхотомоскоп, ультразвуковой датчик которого механически связан с генератором, фокус генератора совмещается с зоной воздействия в теле больного. С помощью контактов K1, K2, и т.д. устанавливают требуемую длительность ударно-волновых импульсов. Выбором зарядного напряжения формирующей линии устанавливают амплитуду ударно-волнового воздействия. Выбором зарядного напряжения на конденсаторе C0 устанавливают требуемую амплитуду вихревого электрического поля, возбуждаемого в зоне воздействия. Регулировкой отверстия в диафрагме и выбором длительности ударно-волнового импульса устанавливают требуемую пространственную локализацию зоны воздействия. Регулировкой задержек в блоке запускающих импульсов устанавливают требуемые моменты времени включения разрядников P1, P2 и P0, а регулировкой частоты следования импульсов устанавливают требуемую периодичность воздействия. Затем включают блок запускающих импульсов и осуществляют воздействие требуемым числом импульсов. В каждом импульсе ток, текущий в катушке индуктора 2, ударно ускоряет метаболическую мембрану, контактирующую с жидкостью. При этом в жидкости формируется ударно-волновой акустический импульс, который фокусируется фокусирующей системой в зону воздействия. Перед приходом акустического импульса в зону воздействия или одновременно с его приходом в зоне воздействия может возбуждаться вихревое электрическое поле импульсным магнитным полем, создаваемым соосными катушками 4, 5 при разряде через них конденсатора C0. Выбор времени включения управляемого разрядника в разрядном контуре соосных катушек обеспечивается блоком запускающих импульсов.

В отличие от известного устройства предлагаемое обеспечивает строго дозированное воздействие ввиду высокой стабильности генерируемых ударно-волновых импульсов. Кроме того, в отличие от конструкций известных электромагнитных генераторов, используемых в литотриптерах, и в которых параметры разрядного контура фиксированы, в настоящем устройстве за счет предлагаемой схемы разрядного контура с импульсным трансформатором и формирующей линией, с переключаемым числом секций и двумя разрядниками удается регулировать параметры ударно-волнового импульса в широких диапазонах амплитуды и длительности, которые не доступны для электрогидравлического генератора, используемого в известном устройстве. Разрядник P2, включаемый обычно в момент достижения амплитуды разрядного тока в первичной обмотке трансформатора максимального значения, используется для исключения колебательного режима разряда в контуре и для увеличения длительности импульса.

Дополнительное преимущество предлагаемого устройства обеспечивается введением в устройство катушек, создающих в тканях вихревое электрическое поле. Это позволяет в ряде случаев усилить стимуляцию метаболизма тканей. Действительно, основным объектом воздействия ударно-волнового импульса являются мембранные структуры клеток так же, как и вихревого электрического поля. При определенных режимах воздействия может возникать синергидный эффект.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет преимущества перед известными по эффективности воздействия и диапазону показаний применения.

Источники информации:
1. Звуковой стимулятор "Интрафон-1", Рекламный проспект ВНИИМТ, N Л - 55765, изд. ЦБНТИлесхоза, 1987.

2. Патент РФ N 2076641 C1, МКИ A 61 B 17/225, приоритет от 1992 г. - прототип.

Изобретение используется в медицинской технике для лечения методами ударно-волновых воздействий. Устройство содержит процедурный стол, излучатель фокусированных ударно-волновых импульсов с фокусирующей системой, состоящий из электромагнитного генератора, ударно-волновых импульсов, включенного в разрядный контур с управляемым разрядником. Катушка индуктора генератора подключена к вторичной обмотке импульсного понижающего трансформатора, к первичной обмотке которого подключена искусственная формирующая линия с переключаемым числом индуктивно-емкостных ячеек и управляемым разрядником, при этом в устройство введен дополнительный управляемый разрядник, подключенный параллельно первичной обмотке трансформатора, а управляющие электроды разрядников подключены к выходам блока запускающих импульсов с регулируемой временной задержкой. Изобретение позволяет обеспечить строго дозированное воздействие ввиду высокой стабильности генерируемых ударно-волновых импульсов. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для стимуляции метаболизма тканей, содержащее процедурный стол и излучатель фокусированных акустических ударно-волновых импульсов с фокусирующей системой, выполненный в виде электромагнитного генератора ударно-волновых импульсов, включенного в разрядный контур с управляемым разрядником, отличающееся тем, что дополнительно в разрядный контур введен импульсный понижающий трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к катушке снабженного металлической мембраной индуктора генератора, а первичная обмотка которого через управляемый разрядник соединена с искусственной формирующей линией, состоящей из индуктивно-емкостных ячеек, установленных с возможностью их переключения, и параллельно подключенным к ней дополнительным управляемым разрядником, при этом управляющие электроды разрядников подключены к выходу блока запускающих импульсов с регулируемой временной задержкой. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем на выходе фокусирующей системы установлена диафрагма с регулируемым отверстием. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что к выходу блока запускающих импульсов также подключен дополнительный разрядный контур, содержащий конденсатор, управляемый разрядник и две соосные катушки, установленные с возможностью размещения больного между ними. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соосные катушки жестко связаны с генератором ударно-волновых импульсов, а их ось совмещена с осью фокусирующей системы. 5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что соосные катушки жестко связаны с процедурным столом, а их оси параллельны его плоскости.